INVESTIGACIÓN HIDRÁULICA

INTRODUCCIÓN

En el presente documento se plasmarán los conocimientos y la aplicación de las clases impartidas por la docente a cargo sobre una determinada cuenca hidrográfica y la determinación de los parámetros morfométricos de la misma mediante la aplicación de una hoja de cálculo en Excel como también a través del sistema ArcGIS: el cual se lo conoce como aquel sistema computarizado que permite el manejo de bases de datos, con funciones para la captura, el almacenamiento y recuperación, la transformación, análisis y el despliegue de datos geográficamente referenciados de una manera amigable entre el usuario y el antes mencionado , y a su vez el motivo del informe también se basará en conocer el funcionamiento de los principales programas que lo conforman: ArcMap ( programa prácticamente será nuestra área de trabajo como su nombre lo indica los mapas descargados serán dados por la función de ArcMap), ArcCatalog ( nos permite visualizar las descargas realizadas , para después proceder con la adición de vías carreteras , entre otros debemos tener en cuenta que estos datos serán atraídos de fuentes externas como el INEC y la información que nos ofrece el geoportal del IGM) y ArcToolbox (opción Herramientas de proximidad, sub-opción buffer).

Concretamente el software ArcGIS se aplicará para delimitar de manera manual una cuenca o microcuenca entendiéndose que esta corresponde al área de aguas superficiales, que vierten a una red hidrográfica natural con uno o varios cauces naturales, de caudal continuo o intermitente el cual coinciden en un curso mayor que si mismo; este puede desembocar en un río principal, en un depósito natural de aguas, como también en un pantano o directamente en el mar. La cuenca está delimitada por la línea divisoria de las aguas. Además, si tomamos como referencia el tamaño se puede considerar como una microcuenca a aquellas cuencas cuya área de drenaje sea inferior a 500 km2.

Teniendo en cuenta estos parámetros en este caso nos enfocaremos en la cuenca hidrográfica Alajua la cual se encuentra ubicada en la provincia de Tungurahua entre los cantones Ambato, Salcedo y la parroquia Angamarca. Así también se detallará el proceso de cálculo de la curva hipsométrica el cual se obtendrá mediante un modelo efectuado en la plataforma de programación y cálculo numérico Matlab. Cabe recalcar que una curva hipsométrica nos es más que la representación gráfica de las diferentes elevaciones que se presentan en una cuenca, es decir que en dicha gráfica se evidenciará como se encuentran distribuidas las zonas altas, medias y bajas o bien la superficie de la cuenca que existe por encima de cierta cota determinada (Rojas, 2015).

OBJETIVOS

General

Encontrar los parámetros físico morfométricos de una cuenca hidrográfica.

Específicos

Delimitar de manera manual una cuenta o microcuenca mediante la utilización del sistema ArcGIS y una hoja de cálculo en Excel.

Calcular los parámetros de una curva hipsométrica mediante la aplicación de un programa desarrollado en el software Matlab.

Analizar la importancia de usar el geoportal INEC y el geoportal del IGM, los cuales nos ayudarán para realizar el análisis respectivo por medio del ArcMap y la respectiva exportación de datos.

Poner en práctica la creación de croquis y expresiones, para la correcta presentación del mapa de la cuenca hidrográfica Alajua.

MARCO TEÓRICO

Una cuenca es un área de tierra que drena o “arroja” agua en un cuerpo de agua específico. Cada cuerpo de agua tiene una cuenca. Las cuencas hidrográficas drenan la lluvia y el deshielo en arroyos y ríos. Estos cuerpos de agua más pequeños desembocan en otros más grandes, como lagos, bahías y océanos. La gravedad ayuda a guiar el camino que toma el agua a través del paisaje.

Se refiere a la definición geográfica de la misma, es el contorno o límite de la misma que drena agua en un punto en común

La unidad de planeación es la cuenca. Sin embargo, la unidad básica de ordenación e intervención es la microcuenca, donde puede manejarse y visualizarse la producción en relación con la corriente de agua. Para describir los diferentes usos de la tierra se requiere trabajar con escalas grandes con el fin de representar la parcela o unidad de producción sin importar su dimensión.

Una cuenca puede incluir varios estados, municipios o localidades, según su extensión.

En la práctica, las microcuencas son las unidades básicas de planeación, ya que por su tamaño permiten medir los indicadores de sustentabilidad, puesto que en cuencas muy grandes es difícil plantear recomendaciones e imposible representar en mapas pequeñas porciones de tierra o parcelas agrícolas.

Todas las vertientes de las cuencas deben manejarse manteniendo una cobertura vegetal suficiente que permita amortiguar las precipitaciones, controlar la erosión y las inundaciones (Sánchez A, García R, Palma A, 2003)

No toda la lluvia o la nieve que cae en una cuenca fluye de esta manera. Algunos se filtran en el suelo. Entra en depósitos subterráneos llamados acuíferos. Otras precipitaciones terminan en superficies duras, como carreteras y estacionamientos, desde donde pueden ingresar a los desagües pluviales que desembocan en los arroyos. Las cuencas hidrográficas pueden variar en tamaño. Una cuenca para un pequeño arroyo de montaña puede ser tan pequeña como unos pocos metros cuadrados. Algunas cuencas hidrográficas son enormes y generalmente abarcan muchas más pequeñas (NATIONAL GEOGRAPHIC, s.f).

El tamaño de una cuenca hidrográfica (también llamada cuenca de drenaje o captación) se define en varias escalas, denominadas códigos de unidades hidrológicas (HUC), según la geografía más relevante para su área específica. Una cuenca puede ser pequeña, como un lago interior modesto o un solo condado.

Por el contrario, algunas cuencas hidrográficas abarcan miles de millas cuadradas y pueden contener arroyos, ríos, lagos, embalses y aguas subterráneas subyacentes que se encuentran cientos de millas tierra adentro. El agua de cientos, y a menudo miles, de arroyos y arroyos fluye desde terrenos más altos hacia ríos que eventualmente terminan en un cuerpo de agua más grande. A medida que el agua fluye, a menudo recoge contaminantes, que pueden tener efectos siniestros en la ecología de la cuenca y, en última instancia, en el embalse, la bahía o el océano donde termina (Burgos & Bocco, s.f).

Sin embargo, no toda el agua fluye directamente al mar. Cuando la lluvia cae sobre suelo seco, puede penetrar o infiltrarse en el suelo. Esta agua subterránea permanece en el suelo, donde eventualmente se filtrará en el arroyo más cercano. Parte del agua se infiltra mucho más profundamente, en depósitos subterráneos llamados acuíferos. En otras áreas, donde el suelo contiene mucha arcilla dura, puede infiltrarse muy poca agua. En cambio, rápidamente se escapa a un terreno más bajo (Burgos & Bocco, s.f).

La lluvia y la nieve derretida de las cuencas hidrográficas viajan a través de muchas rutas hacia el mar. Durante los períodos de fuertes lluvias y nevadas, el agua puede entrar y salir de superficies impermeables como estacionamientos, carreteras, edificios y otras estructuras porque no tiene adónde ir. Estas superficies actúan como "carriles rápidos" que transportan el agua directamente a los desagües pluviales. El exceso de volumen de agua puede desbordar rápidamente los arroyos y ríos, provocando su desbordamiento y posiblemente provocando inundaciones (NATIONAL GEOGRAPHIC, s.f).

Ordenamiento integral de cuencas hidrográficas

Para manejar una cuenca es fundamental el ordenamiento ecológico del territorio. Es decir, establecer actividades y proyectos rentables desde el punto de vista económico, sustentables ambientalmente y socialmente justos.

Para establecer el ordenamiento ecológico territorial es necesario regresar al modelo de cuenca hidrográfica. Lo siguiente explica por qué la cuenca es la unidad de planeación

¿Qué significa ordenar una cuenca? La ordenación integrada de las cuencas hidrográficas tiene como aspecto técnico central la planeación de los recursos naturales, con énfasis en el agua y el bosque, a partir de la unidad básica cuenca, y como objetivo el desarrollo humano.

El ordenamiento considera al agua como el elemento integrador del análisis socioeconómico y eje central para la toma de decisiones; no como elemento aislado, sino integrado a los ecosistemas.

La ordenación de las cuencas es una fase inicial para su manejo, el cual busca conservar el mayor volumen de agua donde están los almacenamientos naturales más eficientes y económicos: las vertientes altas densamente cubiertas de vegetación.

La ordenación ecológica del territorio, como fase inicial del manejo de cuencas, significa articular los aspectos socioeconómicos, tecnológicos y políticos en forma planeada y democráticamente definida. El ordenamiento territorial es una operación compleja que requiere una cuidadosa planeación, donde participen todos los actores sociales (Sánchez A, García R, Palma A, 2003).

Características de una cuenca hidrográfica o de drenaje

Cuenca hidrográfica: el área de tierra drenada por un río.

Área de captación: el área dentro de la cuenca de drenaje.

Cuenca: el borde de la montaña que rodea una cuenca de drenaje que marca el límite entre dos cuencas de drenaje.

Fuente: el comienzo o comienzo de un río.

Confluencia:

...